PCM1781 Что за зверь, смогу ли я его использовать как цап для блока питания с целью регулировки Блока питания?

Question

[Сергей Кордубин]

Нашел в продаже не дорогой цап PCM1781 24бит! 2-канала!, все вроде ничего но смущает 106дБ шума, и интерфейс непонятный.
Наименование: PCM1781DBQ
Серия: PCM1781
Производитель: Texas Instruments
Документация на серию PCM1781.pdf

Подскажите пожалуйста , какие параметры приемлемы для выбора ЦАП-а для регулируемого блока питания (желательно двух канального, так как один канал на ток, второй на напряжение)

я так понимаю что макс 10А и макс 30В шаг регулировки будет:
8бит = 255,вариаций (шаг 39,2мА и 117,6мВ) - годиться только для грубой регулировки.
12бит = 4095вариаций (шаг 2,442мА и 7,326мВ) грубо говоря шаг регулировки по 3мА и 4мВ <== НОРМА!
16бит = 177777 вар. (шаг 56,25мкА и 0,1687мВ) <==думаю более правильный но дорогой вариант.
24бит = 16777215 вар (шаг 0,596мкА и 1,78813мкВ) - потребует для 4-х таких ЦАП-ов дорогой МК.
32бит - слишком дорогое удовольствие.

Думаю мой вариант это 12-16 бит, но вот выбирать я ЦАПЫ не умею, из требований:

1. Буфер, чтобы обращаться к ЦАП только для изменения значения.
   
2. Изменения сигнала на аналоговом выходе только для изменения величины выходного напряжения.
   
3. Выход напряжение.
   
4. Питание одно полярное макс 12 вольт
   
5. Встроенный ИОН качественный, или же порекомендуйте внешний хороший ИОН
   
6. Несложный входной интерфейс, с учетом того что в общей сложности нужно 4Цапа (или 2шт 2-х кан.)
   
7. Не высокая стоимость
   
8. Желательно удобство монтажа на плату.
   
9. 12-16бит, ну или на голяк 10бит
   

===========================================================================================
Внимание!
===========================================================================================

Я ищу готовый недорогой ЦАП, и вопрос задан про конкретный ЦАП так как я в нем не уверен, не уверен что в нем есть буфер, не уверен что цап для вывода звука подходит для конкретно моего случая.

Никаких Широтно импульсных модуляций, никаких самодельных "R-2R матриц", так как их точность и ТКС оставляет желать лучшего!

Если есть сомнения в моей затее, или стоит вопрос что за схема будет, задавайте свои вопросы в комментариях к моему вопросу, но не пишите в ответ, не портьте эстетику!

Я уже понял Что по технической документации, он жутко шумит, но я же не собираюсь его использовать с такой частотой, у ниго частота будет минимальная + частотный фильтр, вопрос только остался как им управлять, так как я понял что нет у него встроенного буфера а цеплять ему на каждый входной канал по PCF8574T только 24, битных, то это совсем не дешево...

Единственный дополнительный вопрос это какой недорогой 12-24 битный прецизионный цап посоветуете? или хотя бы с каким работали и почему, в чем его плюсы и минусы.

Хорошая статья рассказывающая легко и доступно очень мало но просто о звуковых ЦАП-ах и оцифровке звука ссылка

Answer 1

[Александр]

Кажется мне, что автор хочет поставить ЦАП на месте регулирующего элемента, рядом с ШИМ-ом для ограничения напряжения/тока нагрузки.
Ну чтож... технически - реализуемо, но это действительно получится... забавный велосипед из костылей.
Если хотите что-то достаточно дешёвое - можно использовать линейку 74HC595 (сдвиговые регистры) + ЦАП из резисторов (R-2R матрица, хорошо ищется поисковиками). Битность можно задать по желанию.
Количество каналов будет зависеть только от желания (линейка может быть одна, а каналов - много, просто данные будут "проталкиваться").
Далее. Я бы так же не рекомендовал подобное решение. Во-первых, сразу ЗА ЦАП-ом потребуется буфферный ОУ. Для каждого канала. Ну и опять же, стабилизация получится достаточно шумной, как мне кажется.

Comments

[Сергей Кордубин]

Кажется мне, что автор хочет поставить ЦАП на месте регулирующего элемента, рядом с ...

Только кажется.
Я только комментировал Александр Варакосов и назвал что это интересно только для опыта но не более.

Во-первых, сразу ЗА ЦАП-ом потребуется буферный ОУ. Для каждого канала. Ну и опять же, стабилизация получится достаточно шумной, как мне кажется.

Умножитель или делитель на канал, там по любому будет из ОУ для каждого канала а далее: сумматор на обратной отрицательной связи драйвера и суматор на делителе ограничителя тока. они то и будут буферными.

Answer 2

[Александр Варакосов]

ЦАП в блок питания? Вы шутите? ЦАП даёт единицы вольта при паре десятков мА. Вы собираетесь взять IGBT на 400-500 Ватт и загнать его в линейный режим выходом ЦАПа? Получится знатный обогреватель!

Comments

[Александр Варакосов]

Редкие ЦАП выдают 10-20мА. Про транзистор, я имел ввиду рассеиваемую мощность, она имеет наибольшее значение при линейном режиме, ведь большая часть энергии превратится в тепло.

[Сергей Кордубин]

Почти так я и собираюсь делать, я собираюсь взять полевой транзистор из тех что у меня есть, STP60NF06 или RFP70N06, и использовать его в линейном преобразовании.
Да и я собираюсь ЦАП- ом регулировать отрицательную обратную связь драйвера полевика и желательно драйвер от ОУ изолировать оптопарой (при условии что найду не дорогой ИОН).
А сковородку прикрепить к половинке радиатора, от кулера процессора AMD. Радиатор именно резать так как изолирующую подкладку, применять не буду для улучшения контакта корпуса полевика с радиатором, для улучшения его характеристик и увеличения времени жизни при КЗ на выходе блока питания.
Именно ЦАП-ом регулировать сигнал ОУ драйвера транзистора, и это будет аналоговая цепь стабилизации напряжения или тока, и МК тут будет участвовать только в задании ЦАП-у его выходного значения, тем самым освобождая МК от непосредственного участия в регулировке, и МК будет свободно занят другими вычислениями, связанными вводом выводом информации, переключением режимов работы, мониторингом температуры, рисованием кривой нагрузки, связью с потусторонними мирами, и в случае сбоя в программе МК и его зависании, блок питания спокойно продолжит в аналоговом режиме работать с заданными параметрами.
А с учетом стоимости нынче ЦАПОВ, кажется дешевле и познавательнее будет собрать его самому на двух 8-ми битных сдиговых регистрах, опорнике TL431, 0.1% резисторами и ОУ.

[Александр Варакосов]

Сергей Кордубин: Если очень хочется и источник питания большой железный транс, то конечно можно, но для этого есть более удобные цифровые потенциометры, они как раз для этого предназначены. О реализации защиты от КЗ силами МК можно забыть, обычно, время замера тока слишком велико, особенно на больших токах.
Гораздо познавательнее было бы строить источник с полноценным step-down преобразователем, его можно полностью реализовать на одном МК, и останется куча вычислительной мощности. Он холодный, и не требует гигантских ёмкостей на выходе.

[Сергей Кордубин]

Александр Варакосов: Советую почитать обучающую статью на сайте CXEM.NET
Операционный усилитель? Это очень просто! автор Алексей Соколюк (Falconist)

А теперь давайте представим что Выход ОУ, идет на затвор транзистора(G) Драйвера Блока питания, а Отрицательная Обратная Связь (ООС) Операционного Усилителя(ОУ), Взята не с Выхода ОУ а с Истока транзистора, то есть грубо говоря можно утрированно представить что транзистор драйвера Полевого Транзистора, включен просто как ОУ в режиме Повторителя - на базе полевого транзистора.

Да я признаться честно сам не много знаю, и люблю задавать вопросы, на которые почти что знаю ответы, но даже если не получаю, ответы, то в комментариях к вопросам, сам практикуюсь в понимании того или иного вопроса. Вот Серожа none например уже не первый раз слышит об этом мифическом Блоке питания =)

[Александр Варакосов]

Сергей Кордубин: Не понимаю к чему последний ответ. Каждый делает лабораторник как считает нужным, это хорошая платформа для практики. Этот ЦАП в данном режиме работать будет, хотя может понадобится организация тремблинга, ибо могут быть проблемы c удержанием значения выходного напряжения.

У меня тоже самодельный лабораторный источник, SEPIC, от 0,8 до 30 Вольт, до 3 Ампер при полном напряжении. STM8L+несколько фетов(здравствуй, Миллер)+плюс много обвязки, индуктивность на броневом сердечнике(чашки), всё питается от импульсного источника на 15 вольт.

Самое ценное в разработке блока - опыт. Чем больше всего сгорит тем лучше)

[Сергей Кордубин]

Александр Варакосов: Александр Варакосов: Не переживай я его потом продам, тем самым реализовав по нормальной цене выпайку, трансформатор, все вложенные средства + бонусом деньги за работу или хорошее отношение и источник еще большего количества плат для выпайки.

а по поводу защиты от кз, то там два режима 1-й ограничение по току с падением напряжения, второй режим отключение нагрузки при привышении порога без последующей просадки напряжения, просто тупо оборвет цепь и все, МК В этом опять таки участвует только в установлении значения максимально допустимого тока.
А вот КЗ оно и в Африке КЗ, и защитой от него занимается токо ограничительная аналоговая часть.

Повторюсь что сам МК занимается:

1. Выводом информации о токе и напряжения каждого канала, о установленых значениях, и о режиме работы.
   
2. Принимает команды пользователя.
   
3. Измеряет ток и напряжения для индикации и коректировки ошибки
   
4. Коммутацией обмоток в зависимости от режима работы при этом запрещая или разрешая переключения режима
   
5. Задает минимальные обороты того или иного вентилятора исходя из выбранного режима работы и температуры окружающей среды (И то только потому что гистерезис между температурой кристала и датчиком закрепленым на радиаторе слишком велика прибольших токах, и тут проще вычислить минимально необходимые значения, а максимальными уже будет заниматься аналоговая часть)
   

Микро контролер служит только для опроса, выводов, корректировки заданий для каждой аналоговой регулирующей части.

А делать импульсный блок питания на универсальном МК, это полезно только для образовательных целей. Так как есть недорогие, микросхемы специального назначения, Например DC-DC или AC-DC преобразования, Микросхемы Корректировки Коэффициента Мощности (спасибо Василий за то что дал мне ссылку на труды Корректор коэффициента мощности для ИБП on-line. Ч...), микросхемы линейного преобразования и т.д. А вот Универсальный МК уже служит для изменения режима работы этого специализированного МК, посредством изменения обратной связи например.

Мало того ты наверное видел множество статей как переделать компьютерный блок питания в лабараторный? так вот в правильных случаях, там нужно изменить выходной каскад, и для регулировки опять вносить коректировки в обратную связь. Тем самым делая пред регулировку выходного напряжения, и уже только потом делать остаточное линейное преобразование, на базе той же LM317, И вот тут то и начинается работа МК, он делает вывод, изменяет параметры обратной связи AC-DC преобразователя, потом задает окончательные параметры для линейного DC-DC преобразователя. Причем при всего одном канале ЦАП-а можно сделать отрегулировать и тот и тот преобразователь, посредством, повторителя напряжения и нескольких ОУ.
Да и не зря же я указал вариации шага изменения выходных величин блока питания для разновидностей цапов (8-12-16-24-32бит)? Что там можно отрегулировать 8-ю битами? а какая точность у самодельного ЦАП-а на базе ШИМ +/-5%? то есть 240мВ этож четверть вольта! А 8-битным Цапом можно только разве что ток в макс 1А при точности до 3мА регулировать. То есть это никак не Лабораторный блок питания, а просто Регулируемый Блок питания, для питания не чувствительных нагрузок, напрямую таким МК лучше не питать.

[Александр Варакосов]

Здесь должен быть капитан Пикар.
Отправляйтесь на профильные форумы. Самые суровые схемотехники на FlyBack'е.

[Сергей Кордубин]

Александр Варакосов: да и обвязку с учетом избавления от помех, и в частности от выброса при включении полевика никто не отменял. Мало того не имея на то знаний достаточно даже просто расматривать картинки в даташитах, там как водиться есть рекомендуемые обвязки, а если еще больше картинок захочется, то на сайте производителя, можно найти и рекомендации по проэктированию схем с теми или иными деталями выпускаемыми производителем, а Техас индустрис, вообще в некоторых даташитах все пишут, в плоть да теоретических основ необходимых для работы с описываемой деталью.

А еще говорят, что вредно тянуть вывод ОУ от токового шунта через всю плату к ЦАП-у но если даже китайцы этим грешат, то что нам простым смертным, не знающим что такое "прецизионный резистор токоизмерительный и прецизионный делитель напряжения, когда даже китайцы пихают в свои ЛБП цап на базе самодельных R2R из 5% резисторов. 0_о

[Сергей Кордубин]

Александр Варакосов: знаем, я там статью одну как то было опубликовал, года три назад, так из за моей ошибки, до сих пор все с ошибками грешат, только потому что я был самый первый кто обзор и руководство написал. А тут глупые вопросы, глупые ответы, я на них отвечаю, сам понимая и организовывая свои знания. Тут интересно, задаешь один вопрос, а получаешь в выводе совершенно не касающиеся вопроса знание =)